大直徑入巖鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)分析

劉瑞

鄭州鐵路土木建筑工程有限公司（450000）

大直徑入巖鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)分析

劉瑞

鄭州鐵路土木建筑工程有限公司（450000）

這里介紹了大直徑超深入巖鉆孔灌注樁施工的工藝流程、操作要點(diǎn)、質(zhì)量控制措施、安全及環(huán)保控制措施，可以為同類工程提供參考和借鑒。

入巖；鉆孔灌注樁；工藝流程；操作要點(diǎn)；質(zhì)量控制；安全及環(huán)?？刂?/p>

0 概述

城市高架橋被廣泛應(yīng)用，大直徑超深入巖鉆孔灌注樁的應(yīng)用也急劇增多。城市高架橋大多在城市道路中央占道施工，因此工期十分緊張。其中鉆孔灌注樁的施工占據(jù)大量的工期，尤其是大直徑超深入巖鉆孔灌注樁，往往成為制約整個(gè)工程進(jìn)度的瓶頸。

1 技術(shù)原理

先采用Φ1.8m鉆頭的旋挖鉆機(jī)，以樁基樁位為中心，配以旋轉(zhuǎn)斗鉆孔至巖層，然后換用巖芯鉆頭鉆孔至其設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高。挖除大量的渣土后，再采用Φ2.5m鉆頭的沖擊鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，以提高成孔速度。充分利用旋挖鉆機(jī)成孔速度快、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，沖擊鉆機(jī)堅(jiān)硬巖層成孔適應(yīng)強(qiáng)、直徑大等各自的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，從而有效提高成孔速度，降低工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，極大地減少占用城市道路施工的時(shí)間。

2 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→樁機(jī)就位→旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)→沖擊鉆機(jī)就位復(fù)核→沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)→成孔檢查→清孔→下鋼筋籠→下導(dǎo)管→二次清孔→水下混凝土澆灌→樁基檢測(cè)

3 操作要點(diǎn)

3.1 測(cè)量放線

施工控制點(diǎn)采用二級(jí)附合導(dǎo)線，導(dǎo)線邊長(zhǎng)約60～100m。導(dǎo)線點(diǎn)埋設(shè)在不受施工影響的位置，復(fù)核后妥善保護(hù)，并應(yīng)經(jīng)常復(fù)測(cè)。導(dǎo)線角和導(dǎo)線邊的測(cè)量采用全站儀。水平角觀測(cè)采用方向觀測(cè)法。二級(jí)導(dǎo)線共15個(gè)，位于兩個(gè)橋墩中間的現(xiàn)有道路上。點(diǎn)標(biāo)志用Φ12mm、長(zhǎng)度約15 cm的帶圓頭、刻“+”的不銹鋼螺栓埋設(shè)。

3.2 樁機(jī)就位

1）下護(hù)筒。以樁位中心為圓心，將比設(shè)計(jì)樁徑大0.2～0.3m圓形范圍內(nèi)的混凝土路面破除，再用旋挖鉆機(jī)挖至地面以下1.5～2m,然后用鋼釬插入坑底以下1.5m，確認(rèn)其下無障礙物后，將10mm厚鋼制護(hù)筒埋下。護(hù)筒周圍用黏性土均勻回填并分層搗實(shí)，確保護(hù)筒埋設(shè)穩(wěn)固。護(hù)筒頂面宜高出地面300mm，并高出施工水位或地下水位2m。使用旋挖鉆機(jī)時(shí)，護(hù)筒內(nèi)徑宜大于孔徑200mm。使用沖擊鉆機(jī)時(shí)，護(hù)筒內(nèi)徑宜大于孔徑400mm。護(hù)筒面中心與樁的設(shè)計(jì)位置偏差不得大于50mm，斜度偏差不大于1%。

2）旋挖機(jī)就位。通過自身履帶爬行至需鉆樁位，由機(jī)械自身電腦控制進(jìn)行鉆機(jī)桅桿與機(jī)身水平和垂直調(diào)整。由于旋挖機(jī)自重約為80 t，為確保旋挖機(jī)工作狀態(tài)下的安全，當(dāng)?shù)鼗休d力達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)在旋挖機(jī)工作的部位鋪裝路基板，確保成孔過程中設(shè)備平穩(wěn)。

3）沖擊鉆機(jī)就位。安裝鉆架、設(shè)備的地基必須平整、堅(jiān)實(shí)、軟硬均勻；鉆架底座安裝必須水平、周正、穩(wěn)固，保證施工過程中鉆機(jī)的穩(wěn)定；所用基臺(tái)木枕及鋼材的規(guī)格、數(shù)量及安裝形式應(yīng)符合鉆機(jī)使用的要求；安裝時(shí)必需保證周圍平穩(wěn)，并使天車前輪外緣、鉆頭中心和樁孔中心三點(diǎn)一線，其對(duì)位偏差不得大于20mm；拆卸鉆架前，必須對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、鉆架各部件及其他輔助工具進(jìn)行認(rèn)真檢查。

4）測(cè)量復(fù)核。鉆機(jī)就位后，由測(cè)量人員和監(jiān)理工程師再用測(cè)量?jī)x器復(fù)核樁基的中心線，確保鉆機(jī)鉆頭的中心和樁基的中心重合。同時(shí)對(duì)鉆桿或鋼絲繩的垂直度進(jìn)行檢查，確保鉆機(jī)的垂直度，檢測(cè)無誤后再開鉆。

3.3 旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)

根據(jù)工程地質(zhì)情況，巖面以上土層可采用旋挖鉆機(jī)挖孔、泥漿護(hù)壁的成孔工藝，下部巖層采用破巖鉆頭入巖。護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1m以上。

開動(dòng)鉆機(jī)挖孔鉆進(jìn)，每斗鉆進(jìn)500～1 000mm，起斗后及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充預(yù)先配制好的成品泥漿。鉆進(jìn)時(shí)認(rèn)真仔細(xì)觀察進(jìn)尺和泥漿液面情況，當(dāng)液面下降時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿。護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1m以上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)液面快速下降時(shí)應(yīng)迅速補(bǔ)充泥漿，同時(shí)快速提起鉆頭，鉆頭提出后繼續(xù)補(bǔ)充泥漿，直到液面穩(wěn)定。每鉆進(jìn)4～5米深度驗(yàn)孔一次，在預(yù)計(jì)的土層變化時(shí)，取渣進(jìn)行分析并記錄。

3.4 沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)

在操作卷揚(yáng)松鋼絲繩時(shí),應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)巖土的松、軟、密、硬情況均勻松放。松繩過少易出現(xiàn)“打空錘”現(xiàn)象，使鋼絲繩、鉆機(jī)承受較大沖擊載荷。松繩過多，沖擊鉆具擺動(dòng)大影響鉆進(jìn)效率，嚴(yán)重時(shí)可能使鋼絲繩纏繞發(fā)生事故。另外，要經(jīng)常檢查鋼絲繩的磨損情況、卡扣松緊程度、轉(zhuǎn)向是否靈活，以免掉鉆。

3.5 清孔

清孔采用氣舉反循環(huán)法進(jìn)行。樁孔終孔后應(yīng)立即進(jìn)行清孔，以免沉渣增多而增加清孔工作量和清孔難度。清孔過程中應(yīng)不斷置換孔內(nèi)泥漿，直至準(zhǔn)備澆筑混凝土前才可停止置換，以保證沉渣厚度符合要求。

3.6 下鋼筋籠

鋼筋籠的安放吊裝設(shè)雙吊點(diǎn),吊點(diǎn)位置應(yīng)恰當(dāng)，一般應(yīng)在加勁箍筋處。根據(jù)所用鋼筋籠的特點(diǎn)，起吊時(shí)第一吊點(diǎn)應(yīng)設(shè)在第一個(gè)加勁箍筋處，在距籠底8m左右處設(shè)兩個(gè)吊點(diǎn)。吊放鋼筋籠入孔時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位中心徐徐下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高，若遇阻礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理，嚴(yán)禁高起猛落式的強(qiáng)行下放。上下兩節(jié)鋼筋籠采用直螺紋連接時(shí)，上下主筋位置應(yīng)對(duì)正，保持鋼筋籠的上下主筋在同一軸線上。吊筋采用4根Φ28的鋼筋，鋼筋下端與鋼筋籠主筋焊接。鋼筋籠頂?shù)醴胖猎O(shè)計(jì)標(biāo)高、并對(duì)準(zhǔn)校核后，上端與孔口處兩根I25b工字鋼連接固定。

3.7 下導(dǎo)管

根據(jù)孔深計(jì)算所需導(dǎo)管的長(zhǎng)度并合理配管，導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為300～500mm。

3.8 二次清孔

1)導(dǎo)管就位后，在導(dǎo)管上口安裝配套蓋頭后，用泥漿泵把鉆孔底部因下鋼筋籠、導(dǎo)管而引起的再次沉淀的鉆渣及仍然懸有鉆渣的相對(duì)密度較大的泥漿抽出，用相對(duì)密度1.15左右的泥漿置換。

2）清孔一段時(shí)間后，測(cè)量孔底沉渣厚度和孔內(nèi)泥漿相對(duì)密度，若均達(dá)到清孔標(biāo)準(zhǔn)后，可立即開始灌注混凝土。

3.9 水下混凝土澆灌

首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度和填充導(dǎo)管底部間隙的需要。將混凝土傾倒在儲(chǔ)料吊斗中，再用起重機(jī)將吊斗吊于漏斗和導(dǎo)管上方，卸料澆注混凝土。首批混凝土灌注時(shí)，導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為300～500mm，導(dǎo)管埋入混凝土灌注面以下不應(yīng)小于1m。為保證樁身混凝土的質(zhì)量，混凝土的灌注高度應(yīng)高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5～1m。

3.10 樁基檢測(cè)

當(dāng)樁基的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%，可以進(jìn)行聲波檢測(cè)，檢測(cè)合格可進(jìn)入下一道工序。若檢測(cè)不合格，則報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院，根據(jù)設(shè)計(jì)院意見進(jìn)行處理。

4 質(zhì)量控制措施

1）堅(jiān)持三級(jí)測(cè)量復(fù)核制。認(rèn)真保護(hù)各測(cè)量樁點(diǎn)，對(duì)可能損毀的重要樁點(diǎn)應(yīng)設(shè)好護(hù)樁，施工測(cè)量放線要反復(fù)校核。認(rèn)真進(jìn)行交接班，確保中線、水平及結(jié)構(gòu)物尺寸位置正確。

2）鉆機(jī)就位后必須使繩索對(duì)準(zhǔn)樁位中心成垂直狀態(tài)，保證其垂直度符合要求；鉆孔過程中要經(jīng)常檢查鉆頭的直徑，以確保孔徑與樁徑相同；泥漿比重要符合要求,以保證成孔過程中不出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

3）泥漿的配制和排放由專人負(fù)責(zé)。質(zhì)檢人員負(fù)責(zé)泥漿性能的檢測(cè)并作好記錄，對(duì)達(dá)不到要求的泥漿擁有質(zhì)量否決權(quán)。

4）清孔用符合要求的新鮮泥漿置換孔內(nèi)泥漿，然后才能進(jìn)行鋼筋籠的吊放。在安裝好鋼筋籠和澆灌混凝土前，再測(cè)一次沉渣厚度。如果沉渣厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需進(jìn)行第二次清渣。清渣采用泥漿循環(huán)的方法進(jìn)行,達(dá)到要求后方可澆注混凝土。

5）每車混凝土都應(yīng)作坍落度試驗(yàn)，應(yīng)對(duì)混凝土顏色、和易性、流動(dòng)性、骨料的大小、均勻程度等進(jìn)行直觀檢查，如對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生疑問，應(yīng)立即檢查，不合格者不得使用。

5 安全控制措施

1）進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員必須佩戴安全帽，施工操作人員應(yīng)穿戴好必要的勞動(dòng)防護(hù)用品。

2）在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)機(jī)械的安全操作規(guī)程,由專人操作。機(jī)械設(shè)備應(yīng)按要求維修保養(yǎng)，經(jīng)安全部部門檢驗(yàn)認(rèn)可領(lǐng)證后方可投入使用。

3）鉆錘檢修時(shí)，被吊起的鉆錘下方不得站人。

4）鉆孔時(shí)遇有機(jī)架搖晃、移動(dòng)、偏斜或鉆頭內(nèi)發(fā)出有節(jié)奏的響聲時(shí)，應(yīng)立即停鉆處理。鉆孔中如遇卡鉆，應(yīng)立即切斷電源，停止下鉆，在未查明原因前不得強(qiáng)行啟動(dòng)。

5）隨機(jī)電源開關(guān)靈敏，漏電保護(hù)器完好。安全防護(hù)裝置必須完整有效。

6）吊裝設(shè)備、提升系統(tǒng)由專人定期檢查，操作人員嚴(yán)格按操作規(guī)程操作。起重機(jī)操作人員需經(jīng)考核，持證上崗。信號(hào)指揮人員應(yīng)有明顯的標(biāo)志，不得兼任其他工作，做到定機(jī)定人指揮。要嚴(yán)格執(zhí)行“十不吊”原則。